bakteriyofaj

adında bakteri geçmesine rağmen bakteri değildir. bakterilere etki eden bir virüstür. canlı diyemiyorum cansız da diyemiyorum. bilim dünyasının bu konuda kafası çok karışık. ayrıca şekil olarak çok karizmatik bulduğum varlık. şekil bakımından falcon heavy roketine benzetiyorum.

ek olarak faj latincede yemek demektir bakteriyof bakteriyiyen anlamına gelir. antibiyotiklerin etki etmediği süper dirençli bakterilere karşı kullanılması düşünülen bir virüs.

bakteri katili virüs. ayrıca (bkz: faj)

şimdi efendim, virüs denildiği zaman insan bi tırsıyor. ister istemez korkuyor di mi. bakteriyofajlardan korkmayın. dudağınızı uçuklatan lanet virüs herpes simplex'e lanet okuyabilirsiniz. viral konjunktivit etkeni adenovirusler için küfür dağarcığınızın en etkili silahlarını kullanabilirsiniz. milyonda bir başınıza gelme ihtimali olan subakut sklerozan panensefalit (sspe) etkeni mutant kızamık virüsü için beyninizin kıvrımlarını sonuna kadar zorlayıp henüz günışığı görmemiş sövgü sözcükleri bile üretebilirsiniz.

ama fajlar ayrı. fajlar (teorik olarak) insanlara zarar veren virüsler değil. faj, hayattaki tek gayesi "the one" olarak gördüğü bakterisini bulup onu öldürmektir. aralarındaki aşk böyle sapıkça bir şey, ama doğanın kanunu bu.

şimdi millet, goygoyu biraz kenara bırakıp ciddileşeyim. yandık. cidden yandık. kendi elimizle superbug diye bir şey yarattık ki eyvahlar olsun. çok uzaklarda aramayın, bi 10-15 yıl sonra ufaktan salgın hastalıklar, çaresiz enfeksiyonlar, 19. yüzyıl pandemileri gibi tablolar görmeye başlayacağız. yeryüzü ufaktan plague inc. olacak. kehaneti buraya bıraktım, 2030'da ararsınız artık beni. ben evde vankomisin falan depolamaya başlıyorum ufaktan.

peki bu superbug ne. günlük hayatımızda kullandığımız, elimiz ayağımız olan antibiyotiklere dirençli bakterilerin genel ismi. bu direnç konusunu şuralarda işleyeceğiz: (bkz: mdr) (bkz: xdr) (bkz: pdr) (bkz: antibiyotik direnci) bunları okursunuz daha sonra. burada anlatmayayım.

superbug dediğim adam da derecelere sahip yani. mdr en düşük level, xdr biraz daha palazlanmışı, pdr artık superbugların superbugı. tanrıların tanrısı. manyak güçlü ölüm roketi. o yüzden seviye arttıkça kullanılacak antibiyotiğin vücuda toksik etkileri de artar, hastanın endişesi de. düşen tek şey hayatta kalma şansıdır. ha bir de seçenekleri düşer hastanın. bir noktadan sonra kolistine dirençli superbug çıkar, onu da kolistinle tedavi etmeye çalışırsınız. çünkü ötesi yok. çünkü hiçbişey yapmayıp oturmaktansa bişey yapmalıyım, belki işe yarar düşüncesi her zaman galip gelir. neyse.

biz bu duruma düştük işte. düştük ama niye düştük. çünkü her nezle olan antibiyotik yuttuğu için. doktorlar bilinçsizce antibiyotik reçete ettiği için. bir zamanlar aspirin alır gibi eczaneden elini kolunu sallaya sallaya antibiyotik alabildiğimiz için. bilmediğimiz için. manyak gibi reklamını yapıp halkı özendirdiğimiz için.



şimdi ben size bir iki örnek vereyim ki durumun ciddiyetini daha iyi anlayın.

1. clostridium difficile isimli arkadaşımız çok tatlış olmayan biri. antibiyotiğe bağlı diyarenin baş süphelisi. antibiyotik ve diyare denildiği zaman akla ilk gelen herif işte bu. niye böyle oluyo biliyonuz mu, çünkü antibiyotik doğru-yanlış ya da iyi-kötü seçmez. hedefli değildir. barsaklardaki iyi bakteriyi de silip süpürür kötüyü de. ha bu arada bu kardeşimiz öyle sende bende bulunmayan birisi değil. hepimizde var. ama niye herkeste hastalık yapmıyo ki? di mi ama. herkeste candida albicans da var (maya), ama o da hastalık yapmıyo. öyle her önüne gelen, her istediğinde hastalık yapamaz. salmonella (salmonella typhii. tifo etkeni) yapar mesela. 10 tanesi bir araya gelsin hemen kendi krallığını kurup ortalığın canına okur. ama bunlar daha naif, daha iyi çocuklar salmonellaya kıyasla.

şimdi öncelikle bu adamın normal hali zararsız. bunu enfekte eden bakteriyofaj eğer gelip toksin geni verirse işte o zaman seyredin cümbüşü. bu kardeşimiz 2 tane toksin salgılayıp barsak yapısını bozar, senin o güzelim hücrelerini deler, içine içine emdiği suyu dışarı barsağın içindeki boşluğa (lumen) çıkartır. yaptığı hastalık da psödomembranöz enterokolit diye geçer. aklınızda bulunsun.

biz hasta olduğumuzda hani antibiyotik kullanıyoruz ya, ister doktor versin ister biz bilinçsizce kullanalım çok da fark etmez (eder de, etmez diyelim). hah işte bunun yaşadığı ortamdaki bütün komşularını ortadan kaldırıyosunuz, bu da "buraların ağası benim" diyerek her yere çoğalıyor. bir yandan da toksin üretip barsakları bozuyor, suyunu çıkartıyor resmen. tedavi edilmezse de ölüme kadar götürür. primer tedavisi metronidazol isimli bir antibiyotik, ama buna dirençli türleri de var bu kardeşimizin. yani, sizin çare diye yuttuğunuz şey buna etki etmeyebilir. alttan alttan size bakıp "senin yaptığın atar, benim hayatıma renk katar güzelim" deyip toksin salgılamaya devam eder. metronidazol işe yaramazsa vankomisin ikincil tercihtir. o da işe yaramazsa paniklemeye başlarım ben. vankomisin ve metronidazol çok güçlü antibiyotikler. hele hele vanko, elde avuçtaki son kalelerden. onun çalışmadığı bakteri zaten saygıyı hak eder. sessizce bir köşede ölmeyi bekleyebilirim.

2. acinetobacter baumannii isimli bebeğimiz aslında minnoş bi tipmiş eskiden. toprakta moprakta yaşayan, kendi halinde bir tür. biz bunu alıp, hastanelerde soğuk kanlı seri katile çevirmişiz. niye, çünkü elde avuçta ne varsa üstüne fırlatmışız. zamanla hepsine karşı direnç kazanmış. hepsine abi, hepsine. bütün antibiyotiklere karşı dirençli bakteri mi olur lan. kolistin diye bi ilaç var, yine son çarelerden biri. nefrotoksik ve nörotoksik bişey (tabi öyle hemen değil, yüksek dozlarda öyle). ama birikim diye bir şey de var sonuçta. siz kurtulamadığınız enfeksiyondan geberip gitmek üzereyken sizi yoğun bakıma yatırıp damardan kolistin verdiklerinde öyle tek sefer verip bırakmıyorlar sonuçta. günde bilmemkaç kez, şu kadar gün falan diye günlerce saatlerce vücudunuzda kolistinle dolaşıyorsunuz.

e böbrek de durmuyor. sürekli böbreklerde kolistin süzülecek, sürekli bir maruz kalma olacak. şekere maruz kalan hücreler nasıl ki duyarlılığını kaybedip tip 2 diyabet geliştiriyorsa bence uzun süreli kolistin maruziyeti de nefrotoksik etki edebilir. araştırmak lazım. ben kaos yaratır çekilirim, gerisi sizin işiniz. okuyun.

ayrıca kolistin nasıl çalışır ondan da bahsedeyim ufaktan. deterjan gibi, bütün yağları parçalar. gram negatiflere karşı etkili olarak kullanılır özellikle, çünkü gram negatif bakterinin dışında lipidden bir tabaka var (yağ tabakası. dış membran). gram pozitifte bu yok, peptidoglikan diye başka bir tabaka var. yağ değil yani. kolistin bu dıştaki yağ tabakasını dağıtarak bakterinin stabil yapısını bozuyor, bakteri de işte patlak pörtlek bişeye dönüşüp, iç dış iyon dengesini kaybedip vs vs ölüyor.

düşünmemiz gereken şey şu: gram negatif bakterinin dışında da yağ var benim hücrelerimin dışında da yağ var. acaba benim hücrelerime de zarar verir mi?

konuya geri dönelim. buraya kadar olan kısmı özetlemek gerekirse, bakterilerin antibiyotik direnci aşşşırı aşşırısı artmış durumda ve elimizdeki çareler bitmek üzere. ortaçağ salgınlarına dönmemek için yeni yöntem arıyoruz ve bakteriyofajları tekrar keşfediyoruz.

soru: faj dediğimiz adam virüs değil mi kindred, ya kafayı yer de bize saldırırsa?
cevap: saldırmaz anacım. o kadar büyük kafayı yiyemez. hedeflediği tür x bakterisiyse en fazla ona benzer bir iki bakteriyi daha enfekte edebilir hale gelir.

soru: peki, fajlar bize zarar vermez. süper diyosun, iyi konuşuyosun da, ya bakterilere de zarar veremez hale gelirse? ya bakteri de buna karşı direnç kazanırsa be kuzucum, işte o zaman ne yapcaz?
cevap: güzel soru. şimdik anacım şöyle bir durum var. "oturmak mümkünse ayakta durma, yatmak mümkünse oturma" diye bir söz vardır bilmem bilir misiniz. bakteri de aynı bu mantıkla çalışır. oturmak mümkünse ayakta durmaz. eğer antibiyotikle karşılaşmıyorsa o antibiyotik direnç genini yanında taşımaz, silinir gider. çünkü o gen, dna üzerinde bir yer işgal edecek. bakteri bölündükçe o geni de kopyalayacak, onu kopyalamak için daha fazla kaynak gerekecek, bi de üstüne üstlük o geni üretmek için aminoasit falan harcayacak enerjisini tüketecek. bu şey gibi; pazartesi günü matematik, türkçe ve sosyal dersi varsa ingilizce kitabını götürmezsin okula değil mi? aynı mantık işte. baktın pazartesileri ingilizce yok, kitabını götürme. boşuna enerji harcama, kaynaklarını tüketme. bakteri tam olarak bunu yapar. kullanmadığı genleri siler.

biz antibiyotiklerin işini fajlara verirsek antibiyotik direnç mekanizmaları silinecektir elbet. fajlara direnç kazanamayacaklar mı peki, kazanacaklar elbet. ama söylediğim gibi, antibiyotikle tekrar vurabilir hale geleceğiz.

soru: sevgili kindred, ya ikisine birden direnç geliştirirlerse peki? hem fajlara hem antibiyotiklere dirençli bakteri olamaz mı canım?
cevap: olur tabi, neden olmasın. bal gibi olur hem de. ama fajların antibiyotiklere kıyasla şöyle bir avantajı var: faj, bir virüstür. kendi dna (ya da rna) protein enzim vs gibi bileşenlerine sahip bir şeydir. şey diyorum çünkü canlı mı değil mi hala belli değiller. her enfekte ettikleri hücrede tek bir amaçları var, kendilerini kopyalamak.

burada bir parantez açıp bu işlemle ilgili biraz bilgi vermem gerekiyor. virüsleri de hadi canlı kabul edelim; bütün doğaya baktığımızda canlıların hepsinde bir dna ya da rna var genetik materyal olarak (virüsler dışında herkeste dna var bu arada). bu dna ya da rna, bir çeşit koruma ortamı içindedir (hücre zarı, ya da daha sofistike ismiyle membran). dna bu kılıf içindeki ortamı kontrol eder, çeşitli proteinleri ürettirir, şeker alır içeri, fazla suyu atar, enerji ürettirir, o enerjiyi başka şeyler üretmek için kullanır falan derken bu adam büyür. nihai amacı olan "kendini kopyalama" işine gelir sıra. kendinin tıpatıp aynısını yapabilmesi için, elinde ne varsa ikiye katlaması lazım. dna ise dna, membransa membran, proteinse protein, ribozomsa ribozom... her şey.
virüslerde işte sıkıntı burada başlıyor. dna ya da rna bir genetik materyal var, içinde olduğu koruyucu kılıf var, ama dna'nın kontrol edebileceği bir ortam yok. daha doğrusu protein üretecek bir yapısı yok, ki biz bu yapılara ribozom diyoruz. ribozomu olmayan canlı yaşayamaz gençler, not alın. ortamlarda falan hava atacak bilgi verdim size az önce (bir bilgi daha vereyim, ama bu tamamen benim kişisel spekülasyonum. ribozom da çoğu çevre tarafından organel olarak kabul edilir ama benim de içinde olduğum bir takım çevrelere göre organel değildir. organel, tanım olarak "çevresinden çift tabakalı membran yapısıyla ayrılan, iç ortamı dışından farklı, özelleşmiş hücre içi yapılar" demektir. ribozom dediğimiz adamda membran yok, o yüzden organel sayılmamalıdır. ribozom organelse virüs de canlıdır ulan! hadi bakalım. bunu da ortamlarda söyleyin havanıza hava katın. +10 cool points)
geri dönelim bu kopyalama işine. dna kopyalama için özel bir protein var her canlıda. adı dna polimeraz. bu enzimi de biz ikiye ayırıyoruz aslında. dna-dependent dna polimeraz ve rna-dependent dna polimeraz diye. dna dependent olan bildiğimiz dna polimeraz, dna molekülünü kalıp olarak kullanıp karşısına dna molekülü üreten enzim. diğeri ise, rna-dependent olan, rna molekülünü kalıp olarak kullanarak dna üretiyor. biz buna revers transkriptaz diyoruz, ama bu da dna ürettiği için bir dna polimeraz teknik olarak.
ikisi de dna üretiyor bakın, fakat kullandıkları kalıp farklı. peki hangisi daha iyi? tabii ki dna-dependent olan. neden? çünkü daha gelişmiş canlılarda bulunuyor.
arkadaşlar, evrim çok güzel bir şey. gerçekten bak. bilimin yapısıyla aynı aslında. şöyle düşünün, biz artık ev yapmak için tuğlayı, harcı, kiremiti falan yeniden keşfetmiyoruz her defasında değil mi? hayır. evrim de böyle işliyor. benim başıma bir şey geliyor, hop hemen bunu genlerime yazıyorum (tam olarak böyle değil ama anlaşılması açısından kolay olur böyle anlatmak). misal ben bir bakteriyim, rüzgar aldı götürdü beni, uçtum uçtum uçtum eyjafjallajöküll patlayacakken kenarına kondum. şansa bak ki ben de tam o sırada bölünecekmişim, allahın işi işte. denk gelmiş iki olay. kondum, böündüm, yarım saat sonra yanardağ patladı. ama biz iki kişiyiz artık çünkü bölündüm ben daha az önce. hop, yükselen lavları görünce ben hemen dna polimerazıma 2-3 tane ekstra bişeyler ekliyorum ama benim salak ikiz hiçbir şey yapmadan duruyor. onun polimerazı yüksek sıcaklıktan bozuldu, adam öldü gitti, ama benim yaptığım eklenti sayesinde ben hala sağlam duruyorum. haaa, demek ki bu eklenti bana sıcakta çalışan enzim yapma yeteneği veriyor. "yaz bunu güzel bilgi bu. ilerde lazım olur" deyip ben bunu dna'ya işliyorum, benden sonraki herkese de aktarıyorum bu bilgiyi. hepimiz sıcakta çalışan polimeraza sahibiz artık.
bu kopyalama işlemini yaparken dna polimeraz kullanıyor bütün canlılar dedim ya hani (genetik materyali rna olan virüsler hariç tabi. onlarda ya rna-dependent dna polimeraz var, ya da rna-dependent rna polimeraz), canlının seviyesi arttıkça polimerazının kalitesi de artıyor. bakterinin dna polimerazı insana kıyasla çok daha fazla hata yapıyor. hata yaptıkça da mutasyon meydana geliyor kopyaladığı dna üzerinde.
peki rna polimerazda ne oluyor (rna-dependent rna polimerazdan bahsediyorum). bu hata oranı çok daha kötü. rna-dependent rna polimeraz (sadece virüslerde var) her 1000 nükleotidde 1 hata yaparken insan dna polimerazı 100.000'de 1-2 falan hata yapıyor. kaynak



yukarıda "parantez açıyorum" deyip ayrı bir entryde bahsedebileceğim bir konu olan hata oranını göz önüne alınca çıkartmanız gereken sonuç şu: "virüsler mutasyona uğrar. hem de çok fazla uğrar". evet anacım, virüsler deli gibi mutasyona uğrar ve böylece bakterilerin direnç mekanizmalarından kaçabilirler. şu figür yukarıda anlattığım her şeyi özetliyor aslında.



genom boyutu arttıkça polimeraz hata yapma ihtimali azalır. genom boyutu da canlının gelişmişlik düzeyiyle alakalıdır. ne kadar geişmiş, o kadar büyük genom (rna genom, dna'dan daha küçüktür. bakteri de insandan küçüktür gibi). figürün kaynağı şurası

soru: peki kindredciğim, bu teknoloji dünyada kullanılmaya başlandı mı? ne zaman başlanır? dış minnaklar izin verir mi, farma endüstrisi yolumuza ket vurur mu, sen bu konuda ne düşünüyorsun? (kripto fetöcü sorusu bu. yemezler.)
cevap: evet dünyada bunu kullanan sınırlı yerler var. bildiğim kadarıyla gürcistan bu konuda çok iyi. avrupa'da da sadece polonya'da bir araştırma enstitüsü var. onun dışında dünyada çok da izin verilen bir metod değil.

soru: peki canımcım, herkes kullanabilir mi? yani mesela ülkedeki aşı karşıtları, ilaç kullanmayan tipler, alternatif tıpçılar falan... her "ben ilaç kullanmıyorum, araştırdım, virüsler doğalmış. virüs kullancam ben" diyene bu tedaviler uygulanır mı?
cevap: yine bildiğim kadarıyla hayır. modern tıbbın yetmediği yerde devreye giren, artık hiç çaresi kalmamış insanlara uygulanıyor bu tedavi diye biliyorum ben. zaten gürcistan'da yaşamıyorsanız bu tedaviye ulaşma şansınız yok (amerika'daki birkaç eyalette istisnai yasalar var). e kimse kalkıp ingiltere'den gürcistan'a gitmez sadece ilaç almamak için. yol parası yüzünden pahalıya gelir. hiç çaresi kalmayacak ki anca o zaman evi arabayı satıp gitsin tedavisini alsın. yoksa zaten mantıken de gereksiz. haa, ama sırf bir hafta antibiyotik yutmamak için dünyanın bir ucundan gürcistan'a gelip faj terapi olmayı göze alacak cesaretiniz ve paranız varsa yol açık, yola çık sevgili okuyucu. en kötü ihtimalle batum turu yapar dönersin.

soru: bebiş son bi sorum var. bu bakteriyofajların ilaç gibi kullanılması [faj terapi] diyelim ki yaygınlaştı. sen de diyorsun ki bu adamlar sürekli mutasyon geçiriyor, çok dengesiz adamlar, ama güvendeyiz, bize bulaşmazlar dedin. peki hiç mi yan etkisi yok?
cevap: var tabii güzel kardeşim. bu faj dediğimiz virüs bakterinin içine girip milyor milyar kendinden kopya oluşturur. sonra da bakteriyi patlatır dışarı çıkar o milyorlarca virüs. onlar da gidip başka bakterilere aynısını yapar. burada en fazla korktuğum şey toksik şok. bakteriler parçalandığı zaman ortama toksin yayabilir, bu da toksik şok sendromuna neden olabilir.
bir diğer risk ise, bu fajların üretimi sırasında polimerazları çok hata yapabiliyor demiştim ya hani. yanlışlıkla bakteriden bir parça dna da alabilirler. oradan oraya gen taşıyabilirler yani. mesela corynebacteria diye bir bakteri türü var, toprakta falan yaşayan kendi halinde zararsız adamlar bunlar. insan derisinde, mukozal yüzeylerde falan bile bulunabiliyorlar. ne zaman ki kendine özel fajıyla karşılaşınca (eğer faj da gerekli genleri taşıyorsa) difteroid corynebacter oluyor. yani difteri toksini salgılamaya başlıyor bu adam (hepsi değil tabi, corynebacterium diphteriae türü için konuşuyorum sadece). mümkün değil başka türlü bu toksin genini almıyor bu bakteri. e ben bu adamların üstüne faj atarsam allaaaaah, tam bir gen transferi sirki. böyle riskleri de var.

soru: canımın içi, bu kadar çok şeyi nasıl aklında tutuyorsun? çok zekisin sen ya, tam hayalimdeki insansın. benimle evlenir misin?
cevap: ehe şeyyy... dm'den konuşalım böyle şeyleri. böyle ortalıkta şeyapmayalım, utandım *

not: şuradan da dünya sağlık örgütü'nün 2017'de yayınladığı en tehlikeli superbug listesine bakabilirsiniz.

not 2: şu video aslında dediklerimi güzelce toparlayan bir video. izleyin lütfen.

not 3: ben bu yazıyı 2019 ekimde yazmışım, 2 ay sonra viral salgın çıktı. zaman tahminlerim üzerinde çalışmalıyım.

bakteriyofaj (bkz: faj):
fajlar, dünyanın süper güç dediğimiz virüs türlerindendir. o kadar yararlı ve güçlüdürler ki, olmadıkları durumda 44 saat içerisinde dünyanın iki yüz katı büyüklüğünde bir yaratık ortaya çıkar. özellikler :
20 yüzlüdür. 30 kenarı bulunur. bacağımsı liften oluşan uzun kuyruğa bağlıdır. protein kılıfla çevrilmiş dna ları vardır. canlı veya ölü değillerdir. dünyadaki tüm varlıklardan daha fazla sayıda bulunurlar. milyarlarcası el, bağırsak, göz kapağında igörmektedirler. okyanuslardaki bakterilerin %40 ı fajlar tarafından etkisiz hale getirilir.
bakteriyi nasıl etkisiz hale getirir ?
liften oluşmuş kuyruğunu ve dokungaçlarını kullanarak tıpkı bir şırınga gibi bakteri duvarını deler. garip bir hareket ile kuyruğunu sılarak genetik materyalini bakteriye enjekte eder. dakikalar içerisinde bakteri kontrolünü kaybeder ve faj fabrikası oluşturur. bu işlem fajlar bakterinin içinde dolup taşıncaya kadar devam eder. son durumda endolasyon üretirler. ( bakteri duvarına delik açan bir enzim ) basınç dayanılamayacak dereceye geldiğinde ise bakteri patlayarak fajları ortaya çıkarır.
bu durumda elbette ki bakteriler fajlara karşı gelmeye çalışır. bu aslında milyonlarca yıl süregelen bir savaştır. öyle ki, bakteriler her ne kadar gelişirse fajlar da bir o kadar evrimleşir.

faj olarak da bilinen, bakterileri enfekte eden, bulaştıran virüs olarak tanımlanır.
bakterilerin yaşadığı her ortamda bulundukları bilinir, bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olarak bilinirler.

fransız-kanadalı mikrobiyolog felix d'hérelle tarafından bu isim verilmiştir.